聚氯乙烯生產主要依靠電動III型儀表和手動閥操作，隨著工藝指標要求的日益嚴格及自動化水平的不斷提高，對聚氯乙烯裝置進行了DCS改造，增加了許多的順序控制、連鎖保護控制和遠程控制，使用了大量的氣動開關閥替代手動閥，大大提高了生產效率和生產裝置的安全性。

1、氣動開關閥的選型

一般氣動開關閥主要由執行機構、外殼、閥體和密封裝置等組成。由于使用在聚氯乙烯生產中，不僅須滿足壓力、溫度和腐蝕條件，還須選用防爆電磁閥和防爆限位開關。

1.1 執行機構

目前主要使用的執行機構有：

(1)多彈簧氣動薄膜執行機構。多彈簧執行機構的優點是可以方便地通過調整彈簧的組數來實現使用不同的氣源壓力和彈簧范圍，組合靈活。不足之處是由于膜片承受的壓力較低，又加之有平衡彈簧，抵消了大部分作用力，使得輸出力較小。因此濟寧中銀現在較少使用。

(2)氣缸活塞執行機構。氣缸活塞執行機構是通過其氣缸內壓縮空氣形成一定的壓力來推動活塞與滑塊改變閥體閥位。

氣缸活塞執行機構分為兩種：

①單作用，閥通氣時開或關，閥斷氣時自動關或開，適用于大多數的閥體，是普遍選用的執行機構;

②雙作用，閥通氣時開或關，閥再通氣時關或開，是一種無彈簧活塞機構，由于無彈簧抵消推力，輸出力大，適用于大口徑、高靜壓、高壓差閥和蝶閥。

1.2 閥體的選擇

閥體在管路中主要用來控制工藝管道內流體的切斷、接通或切換流道。現在常用的氣動開關閥閥體主要有球閥、蝶閥、閘閥、截止閥、隔膜閥和節流閥等。

(1)球閥。由旋塞閥演變而來，啟閉件是球體。特點是：①低流阻，阻力系數與同長度的管道相同;②在較大壓力和較高溫度下也可實現密封;③可快速啟閉;④全開或全關時，由于球體和閥座的密封面與介質隔離，不易受到腐蝕;⑤結構簡單，拆卸、維修、更換都比較方便。

由于球閥具有結構簡單、作用力大、直流通路、泄漏量小以及易于操作和維修的優點，非常適用于化工生產，一般用于壓力較大、閥面受沖擊較大、溫度高、密封要求嚴格、直徑不是很大的場合，如：氯乙烯管道、氣流管道等。另外，漿狀介質的開關可選用V型球閥。

(2)蝶閥。蝶閥啟閉件是圓盤式左右開啟，優點是：①結構簡單，體積小，安裝方便;②流阻系數小，啟閉迅速;③可用于大口徑閥門;④可以運送泥漿，在管道口積存液體最少。缺點是：①使用壓力和工作溫度范圍小，②密封性較差。

蝶閥由于壓力損失比較大，故適用于壓力損失要求不嚴的管路系統中。另外，在大口徑閥門中，蝶閥更具有得天獨厚的優勢，如管道口徑較大的乙炔氣體和氣體輸送管道，均使用蝶閥閥體的氣動快速切斷閥來完成異常狀態下閥門的快速關閉，以確保裝置的安全。

(3)閘閥。閘閥是指關閉件(閘板)沿通道軸線垂直移動的閥門，具有以下優點：①流體阻力小，密封面受介質的沖刷和侵蝕小;②開閉較省力;③介質流向不受限制，不擾流，不降低壓力;④形體簡單，結構長度短，制造工藝性好，適用范圍廣。缺點有：①外形尺寸和開啟高度都較大，所需安裝的空間亦較大;②在啟閉過程中，密封面容易磨損，甚至在高溫時易引起擦傷。

閘閥通常適用于不需要經常開關，而且保持閘板全開或全關的工況。多用于蒸汽管道和大直徑的給水管道等流體阻力一般要求較小的場合。

(4)截止閥。截止閥是指關閉件(閥瓣)沿閥座中心線移動的閥門，閥桿開啟或關閉行程相對較短，具有非常可靠的切斷功能。優點有：①在開啟和關閉過程中，由于閥瓣與閥體密封面間的摩擦力小，因此耐磨;②開啟高度小，因此體積較小;③通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面，因此制造工藝好，便于維修。缺點有：①液體阻力大，易造成壓力損失;②不適宜在大口徑管道上應用;③開啟和關閉力矩較大，結構長度較長。

由于截止閥具有結構簡單、密封性能好、制造維修方便的特點，對于口徑較小的管道，且要求有較好的關斷密封性時，多采用截止閥。

(5)隔膜閥。隔膜閥閥體和閥蓋內裝有1個撓性隔膜，靠隔膜的上、下行程實現密封。其優點為：①結構簡單，易于快速拆卸和維修;②由于其操縱機構與介質流道隔開，可保證介質的純凈;③襯里材料多樣性，可適用于各種介質，具有良好的防腐蝕特性。缺點是：①襯里材料限制了其使用溫度及壓力不能過高;②隔膜為易損件，需視工況及介質特性而定期更換。

隔膜閥適用于化學腐蝕性或懸浮顆粒的介質、甚至難以輸送的危險介質。

綜上所述，閥體的選擇應綜合考慮泄漏率、介質種類、介質溫度、流量系數等各種參數和性價比。在聚氯乙烯生產中，由于乙炔、氯乙烯、聚氯乙烯樹脂沒有腐蝕性，多以氣體、液體、顆粒的狀態存在，閥體多采用不銹鋼材質。因此，目前濟寧中銀大多使用球閥和蝶閥作為氣動開關閥的閥體。

2、氣動開關閥的安裝與拆卸

2.1 安裝前的注意事項

(1)應按照規格型號仔細對閥門進行檢查：標簽有無損壞、配件是否齊全。

(2)清除閥內的雜物，接通儀表氣，使用信號發生器，對閥門進行開關檢查，看開關動作是否正常，并記錄開閥速度與關閥速度。觀察氣動閥門的開啟和關閉情況，不應有停頓、緩慢運行現象，開關應靈活旋轉、應進行多次反復試驗[1]。

(3)準備與管道連接前，須沖洗和清除干凈管道中殘存的雜質，以免損傷閥門的密封面，造成不必要的損失。

(4)閥門起吊時，繩子應按要求系于吊環或法蘭上，嚴禁系于手輪或閥桿等容易損壞的部件。

2.2 安裝時的注意事項

(1)用螺栓將閥門在法蘭間定位，需確認閥體外徑尺寸和配管內徑尺寸，閥體外徑大時，要在法蘭和閥體間留出適當空間，通過點焊將法蘭和管道固定在一起[1]。

(2)拆下閥門，將法蘭與管道焊接好。待焊接處冷卻后，再將閥門安裝在法蘭之間，檢查閥門對準后，擰緊法蘭螺栓。再開關閥門，檢查開關是否靈活。

(3)對閥門進行全開、全關動作，調整速度控制器，確保閥門的開關速度符合要求，這樣閥門才可正常使用[1]。

(4)安裝點附近的管道不可有低垂或者承受外力的現象，可以用管道支架或者支撐物來消除管線的偏離。

2.3 拆卸時的注意事項

拆卸法蘭閥門應在管道內無壓力的情況下進行，拆開氣動執行機構時必須有嚴密的安全隔離措施，拆卸時應緩慢松開法蘭螺栓，對于需臨時拆下的閥門，尤其是閥體應做好保護措施，以免影響再次使用。

3、氣動開關閥的使用維護

對氣動開關閥進行良好的維護，可提高閥門的使用性能，并延長閥門的使用壽命。

(1)定期用黃油、二硫化鉬或石墨粉對閥桿螺紋及轉軸進行潤滑。

(2)對于不經常動作的閥門，要定期進行開關動作試驗，做好潤滑措施，避免需要時無法正常使用。

(3)對安裝在室外的閥門，要做好防護措施，以防風吹日曬引起銹蝕，影響正常使用。

(4)禁止在閥門上放置重物及在閥門上站立。

(5)定期檢查閥門動作情況，如發現明顯的動作緩慢、漏氣、開關不到位等現象，應及時處理，以免影響正常使用。

(6)定期檢查空氣過濾減壓器、電磁閥、限位開關盒、速度控制器等零部件，出現問題及時維修、更換。

(7)執行器氣源應保持干燥、清潔，定期對執行器相應配合使用的空氣過濾器進行放水、排污，以免進入電磁閥和執行器，影響正常工作。

4、氣動開關閥的常見故障及處理

開關閥故障處理的快慢與準確程度決定著生產裝置受影響的程度，維修人員的責任是現場快速、準確地判斷和處理故障部位，使生產受影響的損失減到最小。故障處理的原則是：到達現場后要先問再看、后動，先外后內，先想后修;處理的順序是：先檢查外部電路、氣路，附件(電磁閥、空氣過濾減壓器等)，再檢查氣動執行器，最后檢查閥門本體[2]。濟寧中銀遇到的主要開關閥故障有以下幾種情況。

(1)執行機構不動作。

引起執行機構不動作的原因主要有4種，可根據實際情況進行檢查：

①檢查進、出空氣過濾減壓器的氣源壓力是否達到額定值，根據情況調大氣源壓力或更換空氣過濾減壓器;

②檢查電磁閥有無堵塞現象，換氣動作是否正常，根據情況清理堵塞或更換電磁閥;

③檢查進入執行機構的氣源壓力是否達到額定值，檢查速度控制器有無堵塞現象;

④檢查閥門密封部件摩擦力是否太大，或密封圈是否有漏氣現象。

值得注意的是，檢修氣動執行機構時，在打開端蓋前，一定要使里面的彈簧處于自然放松狀態，切不可帶壓力(彈力)拆卸，以防事故。

(2)執行機構動作，但扭矩不夠。

檢查氣缸兩端的調節螺栓，根據關閉情況進行調節，并鎖死到適當位置。

(3)開關閥可開關，但開或關時動作緩慢。

這是氣動開關閥比較常見的故障，可根據以下情況進行檢查：①檢查進入執行機構前的速度控制器是否需要調整，因為隨著閥門使用年限的增長，工藝管道及閥門自身的變化都要求對速度控制器進行調整;②檢查氣缸是否有漏氣現象，氣缸內O型密封圈損壞可導致閥門動作緩慢;③檢查彈簧是否推力減小;④檢查氣缸出口鎖位閥動作是否靈敏，氣缸排氣是否正常。

(4)執行機構動作正常，但閥門不動作。

引起執行機構動作正常但閥門不動作的原因可能是：①閥芯與閥座卡死;②管道發生堵塞;③執行機構與閥芯連接處磨損、脫落等，可按照順序逐一進行檢查。

(5)執行機構動作正常，但閥門開關無法到位。

一般情況下，執行機構動作正常但閥門開關無法到位的原因可能為：①管道內有異物卡塞閥門，造成閥門動作不到位;②介質壓差太大，執行機構剛性小，閥關不嚴;③閥體自身故障引起：若為球閥，一般為密封面損傷或填料函滲漏;若為襯氟或襯膠蝶閥，一般為所襯氟或膠變形;若為隔膜閥，一般為橡膠隔膜損壞;若為閘閥，可能是密封面擦傷或傳動部位卡阻、磨損、銹蝕。

5、結語

作為自動控制系統的執行機構———氣動開關閥，它的正常運行關系到生產過程和系統的安全性，控制閥的合理選型、正確安裝、認真維護是保證控制系統正常運行的前提，因此更需對閥門進行預防性維護，根據故障現象快速、準確地判斷出故障部位，才能保證生產控制的正常運行。

文章來源：大城縣華博密封材料廠